9、天气图分析

第九部分 天气图分析（周长青）

基本天气图分析；辅助天气图分析；锋面分析；温压图（ T-LogP ）分析和应用

第一章 基本天气图分析

一、了解不同投影底图的用途

兰伯特（ Lambert ）正形圆锥投影：适用于中纬度地区的天气图，如欧亚高 空图和地面图都采用这种投影。

极射赤面投影：高纬度地区比较真实，一般用作北半球天气图和极地天气 图。 墨卡托（ Mercator ）主要适用于作赤道或低纬地区的天气图底图。

二、熟悉地面、高空天气图填图符号的气象意义

以下是陆地测站（左）和船舶测站（右）填写格式

N 总云量， CH、 CM和CL分别代表高、中、低云云状，以表，图上填的为电 码。电码h代表低云云高，以

数字表示，以米为单位填写。 TTT和 TdTdTd ：分别代表气温和露点。 WW：现在天 气现象。 VV ：水平能见度。 PPPP：海平面气压，以数字表示，以 hPa为单位。填 写后三位数字，最后一位为小数。如“ 035”，代表气压为 1003.5hPa ； “995” ，代表气压为

999.5hPa 。PPP代表过去 3小时气压变量。 a ：3小时气压 倾向。“ +”表示过去 3小时气压升高，“—” 过去 3小时气压下降。“×”表示 不明。 W1W：2 过去天气现象，定时绘图天气观测报告前 6小时内出现的天气现

象，补充定时绘图天气观测报告观测前 3小时出现的天气现象。 W1W表2 示两种天 气现象。 RRR： 6小时降水量 “T”表示微量。 Dd：风向。以矢杆表示，矢杆方向 指向站圈，标示风的来向。静风时不填任何符号，在 CH上面填有 d 时表示风向不 明，后面的数字为风速 ff 代表风速。以矢羽表示，矢羽一长划表示 4m/s ，一短 划表示 2m/s，一三角旗表示 20 m/s ，风速不明时，填“×”。

选填项目的符号及意义： P24P24 代表 24小时气压变量。 云状符号： 天气区： 等压面图的填写格式： HHH为等压面的位势高度。填图时须将个位数四舍五入，填位势高度的千 位、百位和十位数 （即用 dagpm为单位，即位势什米 ） ； TT为等压面上的温度。填 写十位、个位数。气温在零度以下时，数值前加“—”号。 DD为等压面上气温与 露点差。 dd、 ff 分别为风向、风速，填写方法与地面图相同。

和云量的关系见表，低云量和总云量相同时不填。 三、掌握地面天气图分析的原则、内容与方法

海平面气压场的分析

（1）等值线的分析基本原则 ①同一条等值线上要素值处处相等。 ②等值线一侧的数值必须高于另一侧的数值。 ③等值线不能相交，不能分枝，不能在图中中断。 ④相邻两根等值线的数值必须是连续的。 ⑤另外，还要遵循地转风关系，即等压线和风向平行。 （2）绘制等压线时的注意事项 ①等压线用黑色铅笔绘制。

② 等压线一般应保持平滑，应避免不规则的小弯曲和突然的曲折（但通过不 连续线时除外）。

③ 相邻两站间气压变化比较均匀时，等压线的位置可用内插法确定。在风速 大的地区，等压线可分析得密集一些；在风速小的地区，等压线可分析得稀疏一 些。

④ ⑤

根据梯度风的原则，在低压区，等压线分析得密集一些；在高压区，分析 得稀疏些，两条数值相等的等压线，要尽量避免互相平行并相距很近。 ⑥绘制等压线时，应尽可

在高压中心附近基本上应是均压区。

能地参考风的记录。

⑦等压线通过锋面时，必须有明显的折角，或为气旋性曲率的突然增加，而 且折角指向高压

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一侧。

⑧等压线的暖锋前有比较明显的气旋性弯曲，冷锋后有明显的反气旋性弯 曲。

（3）绘制等压线的技术规定 在实际工作中，绘制地面图上等压线时，应遵循下列规定： ①在亚洲、东亚、中国区域地面天气图上，等压线每隔 2.5hPa 画一条（在冬 季气压梯度很大时，也可以每隔 5hPa画一条），其等压线的数值规定为： 1000.0 ，1002.5 ， 1005.0hPa等，其余依此类推。在北半球，亚欧地面图上，则 每隔 5hPa画一条，规定绘制 1000，1005， 1010hPa等压线，其余依此类推。

②

在地面天气图上等压线应画到图边，否则应闭合起来。在没有记录的地区 可作例外，

但应将各条并列的等压线末端排列整齐，落在一定的经线或纬线上。 如等压线是闭合的，则在等压线的上端开一小缺口，在缺口中间标注百帕数值， 这数值要标注得与纬线平行。

③

在低压中心用红色铅笔注“低”（或“

D”），代表低压，高压中心用蓝

色铅笔注“高”（或“ G”），代表高压，在台风中心用红色铅笔注代表台风符 号。

（4）地形等压线的绘制 在山地区域，有时由于冷空气在山的一侧堆积，造成山的两侧气压差异很 大，使画出来的等压线有明显的变形或突然密集，但是在这一带并无很大的风速 与此相适应。为了说明这种现象是由于山脉所造成的，将这里的等压线画成锯齿 形，并称这样的等压线为地形等压线。

当地形等压线很拥挤时，可把几根等压线用锯齿状连接起来，但数根等压线 不能相交于一点，而且要进出有序，两者条数相等；地形等压线要画在山的迎风 面或冷空气一侧；此外还要注意地形的特点和冷空气的活动情况，地形等压线要 与山脉的走向一致，不能横穿山脉。

我国最常见的地形等压线是天山地形等压线。当冷空气从天山以北下来时， 受天山阻挡大量聚集在天山以北，而不能立即到达天山以南地区，故天山南北两 侧气压差别很大，在地面图上即可分析出地形等压线。我国常出现地形等压线的 地区还有帕米尔、祁连山、长白山和台湾等地。 四、掌握高空天气图分析的原则、内容与方法

（1）绘制等压面图的技术规定 ① 等高线用黑色铅笔以平滑实线绘制。 ②

各等压面上的等高线均每隔 40gpm画一条。在每条线的两端均需标明位势 米的千

位，百位和十位数，并规定：

在AT850图上画等高线??， 144， 148， 152，??； 在AT700图上画等高线??， 296， 300， 304，??； 在AT500图上画等高线??， 496， 500， 504，??，

在冬半年（ 10月至来年 3月）每隔 80gpm画一根，如 496， 504， 512等。 ③

在 AT图上，高位势区中心以蓝色铅笔标注“ G”（或“高”）字，低位势 中心以红

色铅笔标注“ D”（“低”）字。“ G”、“ D”字的标注位置与海平面 气压场图上确定高、低位置的原则相同。

等高线的分析的原则

等压面上与等高线与风的关系，和等高面上等压线与风的关系一样，适合地 转风关系。由此可知，分析等高线时，同样需要遵循下述规则：

① 在左；

② 等高线的疏密（即等压面的坡度）和风速的大小成正比。 （2）绘制等温线图的技术规定 ① ② 笔标注“

色铅笔标注“ L”字（或“冷”字）。

等温线的分析的原则 绘制等温线时，除了主要依据等压面上的温度记录以外，还要参考等高线的 形势进行分析。

这是因为空气温度越高，则空气的密度越小，气压随高度的降低也越慢，等 压面的高度就越高，因此越到高空，如 700或 850以上的等压面，高温区往往是等 压面高度较高的区域。反

等温线用红色铅笔细实线绘制。以 0℃为基准，每隔 4℃画一条等温线，如 -4℃， 0℃，

温度场的暖、冷中心，分别用红色铅

等高线的走向和风向平行，在北半球，背风而立，高值区（高压）在右， 低值区（低压）

4℃， 8℃等。所有等温线两端须标明温度数值。

N”字（或“暖”字）和蓝

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之，低温区往往是等压面高度较低的区域。因此，在高 压脊附近温度场往往是有暖脊存在，而在低压槽附近往往有冷槽存在。

五、识别长波、短波的槽脊 槽线是低压槽区内等高线曲率最大点的连线。长波的强度随高度而增加，在 对流层顶最强。发展中的长波，其温度波往往稍落后于高度波，位相一般落后将 近四分之一波长。长波脊后面有暖平流，长波槽后面则有冷平流，这是造成长波 槽和脊发展的主要原因。长波和短波之间可以互相转化。当温度场和气压场配置 适当时（槽后有冷平流，脊后有暖平流），短波可以逐渐发展成长波；反之，长 波可减弱并分裂成短波，然后东移而消失。 六、识别阻塞高压、切断低压

阻塞型气旋生成前后， 500hPa等压面上亚洲北部（ 55° ~75° N、80°~110 E）是一个稳定的阻高，其两侧的乌拉尔山和俄罗斯的滨海省各为一个切断低 压，西风分支点一般位于乌拉尔山南部或咸海一带，北支锋区绕过阻高，在贝加 尔湖以东形成一支西北 - 东南向的强锋区；在阻高南侧的中支锋区较平直，强度 较弱，中支锋区上经常有短波槽东移。两支锋区的汇合点一般在华北东部到渤海

七、分析涡度平流、温度平流 由于冷暖空气的水平运动而引起的某些地区曾暖和变冷的现象，称为温度平 流变化，简称温度平流。同理，适度平流是指干、湿空气的水平运动而引起的某 些地区湿度改变的现象。

等高线与等温线有一交角，气流由低值等温线方向（冷区）吹响高值等温线 方面（暖区），这时就有冷平流。相反，气流由高值等温线方面（暖区）吹响低 值等温线方向（冷区），这时就有暖平流。

温度平流的强度的判断： ①等高线的疏密程度，如果其他条件相同，等高线越密，则风速越大，平流强度 也越大。②等温线的疏密程度，如果其他条件相同，等温线越密，则温度梯度越 大，平流强度也越大。③等高线与等温线交角的大小，如果其他条件相同，等高 线与等温线的交角越接近 90°，平流强度也越大。

同理，将湿度场和气压场结合起来分析，也可看出湿度平流的情况。

八、判断槽脊的变化以及次级环流、尤其是上升运动

冷暖平流是引起气压变化的一个重要因素。在对流层中、上层，冷平流引起 减压，暖平流引起加压；在对流层低层，其作用相反。据此总结出在

700 hPa 或

500 hPa 等压面图上应用冷暖平流的三条重要规则：

①

当温度槽落后于高度槽，高度槽线附近及槽后有明显的冷平流时，则该槽 将加深，如

图 11.4 （a） ；反之，当温度槽超前于高度槽，高度槽线附近及槽后出 现暖平流时，则该槽将迅速减弱，如图 11.4（b）

② 当温度脊落后于高度脊，脊线附近及脊后有明显的暖平流时，则该脊将加 强，如图 11.4

（c） ；反之，当温度脊超前于高度脊，脊线附近和脊后有冷平流 时，则该脊将迅速减弱，如图 11.4（d）

③ 当温度槽与高度槽重合，或者温度脊与高度脊重合时，冷暖平流微弱，则 槽或脊未来强度变化不大，并且位置稳定少动。

应用冷暖平流法应注意以下几点：①在等温线密集的区域 （锋区 ） 预报效果 好，在等温线稀疏的区域，预报效果较差；②冷暖平流法不能用于预报气压系统 中心强度的变化；③应考虑冷、暖平流本身强

次级环流。由行星边界层的湍流摩擦效应产生的穿越行星大气边界层 和自 由大气环流的垂直环流圈，它是一种叠加在一级环流或称主要环流（自由大气中 不计湍流摩擦的准地转涡旋环流）之上并受这一主环流系统物理制约的环流。这 里指的是受行星边界层内的摩擦辐合作用强迫产生的二级环流，而温度平流，绝 热增温等过程也可以导致其他形式的二级环流。

高空急流与锋面及锋面的次级环流有密切的关系，故人们常把高空急流和锋 面（主要是高空锋区）统称为急流—锋系，它们相伴随的次级环流称急流—锋次 级环流。锋生强迫的次级环流是和动力锋生相联系的，锋生环流是在锋生过程 中，地转风平衡和热成风平衡被破坏而强迫出来的一种非地转的横向垂直环流； 它对地转风平衡和热成平衡的重新建立又起作用。有例子表明，锋

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生强迫的次级 环流是引起强天气爆发的重要机制。 九、识别非对称的槽脊及其变化；

涡度是度量空气元量 （无限小的空气块 ） 旋转程度和旋转方向的物理量。气象 学上规定：空气元量绕垂直轴逆时针旋转时，具有正涡度；空气元量绕垂直轴顺 时针旋转时，具有负涡度。因此，在北半球，低压槽

度，高压脊 （ 或高压 ）中空气具有负涡度。

当空气从涡度高值区流向低值区使局地涡度增大时，为正涡度平流；当空气 从涡度低值区流向涡度高值区使局地涡度减少时，为负涡度平流。正涡度平流引 起减压，负涡度平流引起加压。

根据涡度平流规则，得到预报气压系统的移动和强度变化的定性规则如下： ① 非对称槽脊： 疏散槽（疏散脊）是发展的；汇合槽（汇合脊）是减弱的。

（ 或低压 ）中空气具有正涡

② 对称性 的槽 （脊）没有发展，当槽（脊）前疏散，槽（脊）后汇合时，槽

（脊）移动迅速；当槽（脊）前汇合，槽（脊）后疏散时，槽（脊）移动缓慢。 十、理解气压系统的垂直结构 由静力学方程可知，气压随高度的减小与温度的高低有关，温度越高，气压 随高度减小越慢，即在暖空气中气压随高度的减小比冷空气中慢。因此气压系统 的垂直结构与温度分布有关。常见的三种高低压系统的垂直结构类型有：①深厚 而对称的高压和低压：此类系统是对称的冷低压和暖高压，是温度场的冷（暖） 中心与气压场的低（高）中心基本重合在一起的温压场对称系统。②浅薄的对称 高压和低压：此类系统在低层是对称的暖低压和冷高压，其温度场的暖（冷）中 心基本上和气压场的低（高）中心重合在一起。③温度场不对称的系统：这类系 统是指在地面图上冷暖中心和高低压中心不重合的高低压系统。

第二章 辅助天气图分析 一、了解剖面图的制作 剖面图是气象要素在垂直面上的分布图，以水平

距离做横坐标，用高度或气 压的对数尺度做纵坐标，剖面图所取横坐标轴的沿线称为基线，填写剖面图时， 现在各站位置上，作垂直线，在垂直线下方注明站名或站号，根据剖面图线上各 地的海拔高度，绘出剖线上的地形线。 二、掌握剖面图的分析

①等温线 每隔 4°C用红铅笔画一条实线，各线数值应为 负号。

②等假相当位温线（或等位温线） 应为 4的倍数。

③ ④

等比湿线 用紫色铅笔分析把 0.5 、1、 2、4、6g/kg 等等值线画成细实线， 自 2g/kg 锋区 按地面图上有关分析锋的规定，标出剖面图上不同性质锋的上、下 界，如冷锋的

以后，每隔 2g/kg 画一条线。

上、下界用蓝铅笔实线标出，而它的地面位置则用黑铅笔印刷符号 在剖面图底标出。

⑤ 对流层顶 用蓝色铅笔实线标出其顶所在位置。

⑥ 其他 根据需要有时还可以在剖面图上分析涡度、散度、水平风速、垂直 速度并标出云区、降水区 u、积冰层、雾层等等。

三、确定锋区位置、高空急流位置及大小、对流层顶位置 锋区是个倾斜的稳定层，锋区内温度水平梯度远大于气团内的温度水平梯 度，等温线通过锋区边界时有曲折。等温线在锋区内垂直方向上表现为稳定层， 等假相当位温线 θ se与锋区接近平行，且等假相当位温线 θse在锋区内特别密 集。

西风带常出现风速最大中心，即高空急流区，它应与主要锋区同时出现，中 心位置在锋区之上，对流层顶之下，常在对流层顶断裂的地方。高空急流：通常 定义为 200百帕 30m/s 以上区域。

对流层与平流层之间的界面，称为对流层顶。对流层里温度一般随高度降 低，平流层下部温度随高度变化可能是逆温、等温或递减率很小三者之一。由于 热带对流层顶高，寒带对流层顶低，所以平流层中冷暖水平分布与对流层往往相 反。

四、了解高空风图的制作，掌握高空风图的分析 单站高空风图是一张将某站测得的高空风风向、风速填在极坐标上的图，由 极坐标 O点向外呈辐散状的许多直线是等风向线，在各直线的端点标有风向的方 位（以度数表示内圈数值表示风的来向，外圈数值表示风的去向）。以

每隔 4K用黑铅笔画一条实线，各线数值

4的倍数，负值应写

O点为圆

4

心的的不同半径的许多同心圆是等风速线。

五、掌握两层之间的垂直风切变和热成风方向的分析 在摩擦层以上风随高度的变化遵从热成风原理。所以从摩擦层顶（高度为数 百米）开始，由下向上安测风报告填写各层风的记录。填写方法是：根据测风报 告中的某层风向，在图上找到相应的风向线，再根据该层的风速，沿此风向线找 到相应的风速值的点，在这里点上点子，在该点旁注明风记录的高度（以

间的热成风方向和大小，此连线即为热成风曲线。

六、掌握冷、暖平流的分析 根据热成风原理可知，在自由大气中的某层若有冷平流时，则该层中的风随 着高度升高将发生逆时针偏转，若有暖平流时，则风随高度升高将发生顺时针偏 转。

七、掌握两个厚度层在哪个方位上大气静力稳定性 / 或不稳定结构随时间加强 / 减弱 当下层有冷平流，上层有暖平流时，则气温直减率趋于减小，气层稳定度将 增大。反之，当下层为暖平流，上层为冷平流时，则气温直减率趋于增大，气层 稳定度将减小（或不稳定度增大） 八、掌握流线图分析

km为单

位，填写到小数一位）。其它各层按同法填写。将各点依次相连，各矢量线段即 表示两相邻高度之

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